A Teoria do campo cristalino

Respostas lista 2 – Teoria do campo cristalino

1. a) Como o ligante amônia é de campo fraco, temos a seguinte distribuição eletrônica, levando-se em conta que o íon Co+3 tem configuração eletrônica de valência 3d6 . Errata: Na verdade a amônia é um ligante de campo forte, de modo que a resposta será:

3d6 = t2g6.  EECC= 6(-0,4∆o)+3P = -2,4∆o+3P

b) A água é um ligante de campo fraco e o íon Fe+2 também tem configuração eletrônica de valência 3d6, de modo que a distribuição eletrônica será t2g4, eg2. EECC = -0,4 Δo+P

O complexo terá 4 elétrons desemparelhados.

c) O cianeto é um ligante de campo forte, de modo que a distribuição eletrônica será t2g5 eg0; EECC = 5 x (-0,4 Δo) + 2P = -2,0 ∆0+ 2P

O complexo terá um elétron desemparelhado.

d) Configuração eletrônica: t2g3 eg0; EECC = -1,2∆0
O complexo terá três elétrons desemparelhados.

e) Como o ligante carbonil é de campo forte, temos: t2g4 eg0 – EECC = -1,6∆0+P

O complexo terá dois elétrons desemparelhados.

f) Configuração eletrônica: e3 t23. Como o complexo é tetraédrico, temos EECC= 3 x (-0,6∆T) + 3x (+0,4∆T) = -0,6∆T

O complexo terá cinco elétrons desemparelhados.

g) Como o ligante carbonil é de campo forte e este complexo é tetraédrico, temos:  e4 t24. EECC: 4 x (-0,6∆T) + 3 x (+0,4∆T) = -1,2 ∆T+ 3P

O complexo terá dois elétrons desemparelhados.

h) Spin baixo = campo forte, logo: t2g6 eg0 – EECC=-2,4∆o = 3P

Nenhum elétron desemparelhado.

i) Spin alto =  de campo fraco, logo: t2g4 eg2 – EECC=-0,4 ∆o+P

2) a) O íon Cr+2 tem configuração eletrônica final 3d4, enquanto que o Mn+2 apresenta configuração 3d5.

Fazendo o cálculo em termos de EECC:

Mn+2, EECC= 3 elétrons no nível dos orbitais t2g x ( -0,6∆0) + 2 elétrons no nível eg (0,4 ∆0) = -1,0∆0

Cr+2, EECC= 3 x (-0,6∆0) + 1 x (0,4∆0) = -1,4∆0

Logo, o complexo com o íon cromo apresentará maior valor de ∆0.

b) Nós vimos na aula que quanto maior o número de oxidação do íon metálico, maior será o valor de 10Dq (ou Δo, como queiram). Isso ocorre porque quanto maior o número de oxidação do metal, menor é o tamanho do íon de maior carga e, consequentemente, menores as distâncias metal-ligante.

c) Neste caso temos dois ligantes com forças diferentes. A água, um ligante de campo fraco, e o cianeto, ligante de campo forte. Logicamente que ligantes de campo forte fazem com que haja um aumento no valor de Δo, de modo que a energia será maior para o complexo contendo este ligante.

d) Sabe-se que enquanto o Fe+2 contem 6 elétrons no subnível 3d, o Co+2 apresenta 7 elétrons neste subnível. Como o cloreto é um ligante de campo fraco, ou spin alto, tem-se as seguintes configurações e EECC:

Fe+2 t2g4 eg2, EECC= 4 x (-0,4 Δo) + 2x (0,6 Δo) + P = -0,4 Δo+P

Co+2 t2g5 eg2, EECC= 5x(-0,4 Δo) + 2 x (0,6 Δo) + 2P = -0,8+2P

Logo, a EECC será maior para o complexo contendo Co+2.

1. Primeiramente é necessário calcular a EECC para todos os complexos citados. A partir daí temos condições para saber a coloração de cada complexo através da relação entre a magnitude de ∆o e a coloração.

No caso do íon hexaamincobalto(II), verifica-se que a distribuição eletrônica será t2g6 eg1. EECC: -1,8 Δo + 3P. No caso do íon hexaaquacobalto(II) tem-se a distribuição eletrônica t2g5 eg2. A EECC será igual a -2,0∆o + 1,2∆o  + 2P = -0,8∆o + 2P

No caso do último íon, que é tetraédrico, temos a seguinte configuração: e4 t23. EECC seria 4x (-0,6 ΔT) + 3 x (0,4 Δt) + 2P = -2,4 ΔT + 1,2 ΔT +2P = -1,2 ΔT + 2P.  Mas, como sabemos que ΔT = 1/2 Δo temos que a menor EECC será para este complexo em relação aos outros dois já citados.

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